光镜组织切片结合数字切片在显微形态学实验教学中的应用

贺彩霞

山西卫生健康职业学院，山西 晋中 032699

0 引言

组织学是解剖学的分支，也称为微观解剖学，是生命科学课程中的一门主要学科，它对人体组织的结构和功能进行研究。要了解人体组织，就是要了解解剖学的基础，并对人体的构造、功能有更深入的了解。因此，组织学是当今医学课程中基础科学教育不可或缺的组成部分[1]。它作为一门学科的发展与可视化的发展密不可分。组织学的教学实践基于理论教学策略和实践培训。传统上，学生通过学习光学显微镜来获得该学科的实践能力，但光镜组织切片的局限性较大。随着科技的发展，数字切片技术诞生，如今，学生可以在数字显微图像的研究中使用更新的信息和通信技术，但数字切片技术也存在一定的局限性[2]。因此，在显微形态学的实验教学中应使用哪种切片技术，或者说将两种技术进行结合对教学质量有何影响，此项研究意义重大。

1 光镜组织切片

石蜡切片是光镜组织切片中最常用的方法。光镜组织切片的来源较为全面，通过各种切片可提高学生对人体组织形态多样性的了解。

光镜组织切片的应用较为广泛，在所有定义不清的疾病（包括“肉瘤”）病例中，应通过光学显微镜和电子显微镜寻找病毒和其他可能的病原体。理想情况下，应在获得标本后立即准备组织进行电子显微镜检查；但是，如果没有这样做，可以使用福尔马林溶液中保存的组织。根据光镜检查结果怀疑存在病毒、某些细菌和其他病原体，可通过重新处理石蜡包埋组织（来自显示污迹细胞、局灶性坏死伴非典型细胞增殖和核内含物的区域）在电子显微镜下进行验证。电镜下，所有死亡细胞均表现为细胞器和细胞膜的肿胀和破裂；反应性变化包括细胞核和细胞质中分支小管和副结晶及其他类型的蛋白质沉淀物（内含物）的增殖。细胞器、纤维、微绒毛和细胞间连接的定性和定量变化反映了细胞的增生、化生或异型增生，并可能有助于识别疾病，例如脱屑性间质性肺炎。在各种情况下，基底层在上皮坏死和再生后变得不规则、破坏或重叠。基底膜和细胞免疫损伤的电镜证据以及肺的免疫电镜特征需要进一步研究。经支气管活检标本的电子显微镜特征可诊断肺泡蛋白沉积症、组织细胞增生症X和淀粉样变。纤毛的超微结构异常是常见的；原发性睫状体缺损是罕见的。最后，石蜡包埋切片的光镜、扫描电子显微镜和X射线能量色散光谱检查对于尘肺病例的病理评估最为实用[3-4]。

在实验教学中，还可培养学生使用显微镜的能力，提高对目标部位的寻找能力，对学生以后的科研能力进行基本的培养。光镜组织切片为实体，在实验过程中可培养学生对切片的爱护意识，了解组织切片的重要性以及典型切片的稀有性。光镜组织切片的质量与制作过程有很大的关系，制作切片的技术不精湛很有可能浪费稀有的组织，制作水平的区别也影响着学生的观察。实验课程有限，学生需在较短时间内观察一定数目的组织切片，较难完全掌握。

2 数字切片

数字切片将全自动显微镜扫描技术与虚拟切片软件系统结合，扫描切片，获得一张全视野的切片，为数字化虚拟切片。研究表明，数字切片与光镜组织切片的精确度无差异[5-6]。

数字切片较为清晰，有较高的分辨率，且不因时间流逝而发生褪色，可保存较长时间，尤其是稀有的组织切片，在保存过程中，不会损坏或褪色，可大大延长保存时间。在实验教学中，还可保证每一位同学均能观察到典型的组织切片，受个体影响较小。数字切片的成本较光镜组织切片低，制作一次数字切片可保存较长时间。学生在实验教学以外的时间均可进行学习，学习时间更充裕[7]。

在实验教学中，若仅仅观察数字切片，则学生的显微镜使用能力有所下降，学生的实验参与感较弱，还会降低学生对光镜组织切片的保护意识。长时间使用数字切片，不利于学生寻找目标的能力训练，不利于以后的临床工作。

3 教学方式的改进

在研究过程中，实验课程分为四个阶段进行。首先，为学生播放相关教学视频，为其讲解组织切片的特点。然后，观察光镜组织切片和数字切片，每一位同学均有专用的光学显微镜以及相应的整套组织切片，用来观察光镜组织切片；其次，同学们还有一台电脑，可用于观察数字切片。视频学习结束后，学生可自主进行观察，在光学显微镜中寻找到目标视野后与数字切片中的视野进行对比，提高学生的自学能力。观察结束后，进行相关知识的讨论，出现问题时学生应主动思考；最后，由教师总结在观察过程中出现的问题。最后，进行小测验，在课程结束前，随机抽取几名同学针对本次的学习内容进行提问，督促学生积极参与实验过程并主动获取知识，增加对相关知识的理解。

4 教学方式改进后的效果与讨论

对教学方式进行改进后，学生一致认为此方式更有助于学习，更有利于对组织学形态的掌握。在此，将学生的反馈进行总结：学生观察了各种组织切片，对人体正常组织的特点进行了了解，与色泽清晰分辨率较高的数字切片进行结合，提高了学生的自学能力以及思考能力。将光镜组织切片与数字切片结合运用于显微形态学的实验教学中，提升了学生对光学显微镜的操作能力，保留了对实验仪器以及组织切片的保护意识，还提高了学生对目标视野的寻找能力，为以后的临床或科研工作打下了坚定的基础，学生不仅在实验课中进行学习，在课下也能学习，大大加长了学习时间，增强了学习自主性，并锻炼了解决问题的能力。对于教师来讲，传统教学方式仅老师一味地传输，对学生的接收能力了解甚少，改进后的教学方式加强了学生与老师的互动，增强了课堂的趣味性。

解剖学、比较解剖学和胚胎学是分类学和进化生物学的基础。在19世纪50年代，许多解剖学家和动物学家对不止一个学科作出了重大贡献，还有很多人也是组织学家。1830～1840年光学显微镜有了新的发展，使组织学、细胞病理学和胚胎学的研究成为可能，它还见证了从自然哲学和活力论等旧观念向更严格的科学研究实验方法的转变[8]。从基于对光的特性的古代理解和控制的技术，到制造玻璃透镜的独创性，导致了第一台显微镜的建造；通过发展现代组织学技术和数字和虚拟显微镜方法，跨越组织学的第二次革命，使学习者能够随时随地可视化组织学；智能技术在组织学中发挥着作用，这让我们能够通过社交媒体、流媒体直播和虚拟现实实现灵活的自主学习[9]。迄今为止，在显微镜实验室中使用许多套切片的组织标本进行了显微解剖学、组织学、血液学和微生物学的常规继续教育。相比之下，在对切片进行数字化处理之后，可以随时随地通过虚拟显微镜和互联网访问教学标本。这样就可以将无数的新学习方案付诸实践。将对当前存在的显微教学标本进行数字化处理，可以不受限制地在线使用，还可以将微观内容与其他解剖学，放射学和临床内容在线连接，从而为人类医学以及医学相关课程的学生打开新的学习视野[10-12]。

综上所述，在显微形态学的实验教学中，结合光镜组织切片和数字切片进行教学能显著增加学生对组织学的兴趣，在提高学生动手能力的同时，提升了学生对操作仪器以及组织切片的保护意识，增加了学生与老师之间的交流，更有利于学生的记忆，授课效率有所提高，在整体上提高了教学质量。